电厂锅炉的燃料、燃烧、热平衡基本知识

（2）空气干燥基（旧称分析基）以自然风干的煤样分析其成分组成，已扣去煤中的外在水分，剩余的只是煤的内在水分，或称分析水分。空气干燥基成分用下角标ad表示。即

Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%

煤矿提供的煤质数据多为空气干燥基成分。

(3) 干燥基以去掉全部水分的煤样分析其成分组成，用下角标d表示。即

Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%

利用干燥基成分可较真实地反映灰的含量，因为干燥基成分不受水分变化的影响。

（4） 干燥无灰基（旧称可燃基）以假想干燥无灰状态煤的成分总量作为计算基数所得的成分组成，用下角标daf表示。即

Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%

干燥无灰基成分不受水分、灰分变化的影响，能较确切地反映煤中的有用成分的数值及实用价值。

上述四种成分组成是可以互相换算的，有关换算系数可由电厂锅炉参考书及有关手册中查取。

12、什么是燃料的发热量？高位高热量与低位发热量有什么区别？

单位物量（1kg或1m3n）的燃料完全燃烧时，所放出的热量称发热量，也称热值。以符号Q表示，单位是kJ/kg或kJ/m3n。

燃料燃烧时，水分要蒸发为蒸汽，氢燃烧后也要生成蒸汽。在确定发热量时，如果把烟气中水蒸汽的汽化潜热计算在内，称为高位高热量，用符号Qgr,ar表示。如果汽化潜热不计算在内，则称为低位发热量，用符号Qnet,ar表示。烟气离开电厂锅炉时，蒸汽仍以气态排出，汽化潜热没被利用。故我国在电厂锅炉计算中多以低位发热量为基础，欧美等国也有用高位发热量作为电厂锅炉计算基础的。

高位发热量与低位发热量的区别，就在于是否计入烟气中水蒸汽的汽化潜热，它们之间的关系为：

Qgr,ar–Qnet,ar=25.1(9Har+6Mar)kJ/kg

燃料的发热量可用测热计直接测出，也可根据其元素分析成分经验公式计算：

Qnet,ar=339Car+1030Har–109(Oar–Sar)-25MarkJ/kg

式中各成分均以百分数代入。

13、什么是标准煤？规定标准煤有何实用意义？

规定收到基的低位发热量Qnet,ar=29271kJ/kg（即7000kcal/kg）的燃料为标准煤。

标准煤实际是不存在的。只是人为的规定，提出标准煤的主要目的是把不同的燃料划规统一的标准，便于分析比较热力设备的经济性。不同种类的煤具有不同的发热量，有时差别甚大。比如发热量最低的煤只有8000kJ/kg，发热量最高的煤可达30000kJ/kg。相同容量、相同参数的电厂锅炉，在相同工况下运行，燃用不同发热量的煤，燃煤量也就不同，但我们不能仅仅根据燃煤量多少来分析判断电厂锅炉运行的经济性。如果把不同的燃煤量，都折算为统一的标准煤，那就很容易判断哪一台电厂锅炉的标准煤耗量低，哪台电厂锅炉的运行经济性就好。

发电厂的发电煤耗与供电煤耗都是按标准煤计算的。国家有关能源的统计、调拨，能源消耗指标，节约能源指标，也都是以标准煤计算的。 14、常用能源与标准煤的折算系数为多少？

为了便于计算、分析和对比，各种能源都要统一折算成标准煤，它们之间的折算关系，称能源折算系数。

15、什么是煤的折算灰分、折算水分、折算硫分？折算成分有何实际意义？

把煤中的灰分、水分、硫分折算到每4182kJ（或1000kcal）发热量的百分数，分别称为折算灰分、折算水分、折算硫分。

灰分、水分、硫分都是有害杂质，但由于煤的发热量不同，仅从它们的百分含量还很难估计它们给电厂锅炉带来的危害程度。引入折算成分后，就可根据折算成分的大小，知道实际进入电厂锅炉中的有害成分的多少，也就能比较清楚地判断这些有害杂质对电厂锅炉的危害程度。

16、什么是挥发分？它对燃烧和对电厂锅炉工作有何影响？

将煤加热到一定温度时，煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出，逸出的气体（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）产物称为煤的挥发分。

挥发分是煤在高温下受热分解的产物，数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。通常所说的挥发分是指煤在特定条件下加热有机物及矿物质的气

体产率。即经干燥的煤在隔绝空气下加热至900±10℃，恒温7分钟所析出的气体占干燥无灰基成分的质量百分数，称干燥无灰基挥发分Vdaf。

挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物，大部分是可燃气体。挥分含量高，煤易于着火，燃烧稳定。因此，挥发分是表征燃烧特性的重要指标，从而也对电厂锅炉工作带来多方面的影响，如，需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状；挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用，影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时，挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。 17．灰的熔融特性用什么指标表示？有何实用意义？

灰的熔融特性采用对灰锥试样加热的方法确定。用模子将灰压成若干个一定形状的三角锥体（底边长7mm、高20mm），在电炉 内加热，根据温升及三角锥体变形情况，记录如下几个温度值：

（1） 灰熔融性形温度DT锥尖开始变圆或弯曲时的温度。

（2） 灰熔融性软化温度ST锥体弯曲至锥顶触及托盘或锥体变成球形和高度等于底边的半球时的温度。

（3） 灰熔性流动温度FT锥体熔化成液体或展开成高度在1.5mm以下薄层时的温度。

灰的熔融特性，对电厂锅炉运行的经济性、安全性均有重大影响。当软化温度ST>1350时，炉内结渣的可能性不大；而ST<1350时就有可能结渣。为了防止炉膛出口的对流受热面结渣，炉膛出口若悬河烟温必须低于软化温度ST若干度。DT、ST、FT的间隔大小对灰的结渣及流渣特性也有影响：（FT—ST）>200称长渣，长渣凝固慢有塑性而不易碎裂，结渣后不易清除。（FT—ST）<200时称短渣，短渣结渣时凝固快，渣的内应力大易碎裂，结渣后易于清除。液态排渣炉希望灰的（FT——ST）值大一些，以防电厂锅炉在负荷变化时，因炉膛温度变化而影响液态渣打的顺利排出。 18．影响灰熔点的因素有哪些？

影响灰熔点高低的主要因素有以下几点：

（1）成分因素灰的组成成分及各成分的比例，对灰熔点高低影响很大。大至规律是：熔点高的成分（如SiO，ALO）含量高时，灰熔点也高；熔点低的成分（如CaO，FeO，MgO含量高时，灰熔点就低。…）

（2） 介质因素灰分处于有还原性气体（CO，H，CH…）的气氛中时，熔点降低。这主要不得是还原性气体能夺取灰中高价氧化物的氧，使其变成低价氧化物而降低熔点。所以，电厂锅炉因缺氧引起不完全燃烧时，结渣的可能性就大。 （3） 浓度因素灰分含量高，相互接触碰撞机会多，助熔作用加强，使熔点降低。因此，电厂锅炉在燃用多灰分的煤时，引起结渣的可能性就大。 19．结渣的基本条件是什么？何谓灰的结渣特性指标？

熔融的灰粘结在受热面上或炉墙上称结渣。形成结渣的基本条件是受热面壁温高、表面粗糙和灰熔点低。灰熔点与灰和成分组成的关，根据组成成分计算出分析叛断灰的结渣倾向的指标，称结渣特性指标Rs.

20、一般以什么标准对煤进行分类？动力用煤一般分为哪几类？

根据不同用途和不同的分类方法，可以把煤分成不同的类别。动力用煤一般主要依据挥发分含量将煤分成如下四类：

（1）无烟煤挥发分Vdaf<10%。无烟煤挥发分含量低，析出温度高，着火较困难，燃尽也不易。它含固定碳高，一般发热量Qnet,ar=20000—32500kJ/kg。无烟煤表面呈明亮的黑色光泽，质地坚硬，相对密度也较大。

（2）烟煤挥发分Vdaf=20%—40%。是一个非常广泛的煤种，表面呈灰黑色，有光泽，质地较松软。烟煤含碳量较高，发热量Qnet,ar=14000—29000kJ/kg，它易于着火，火焰较长，各种烟煤的焦结性差别很大。

（3）贫煤挥发分Vdaf=10%—20%。它是介于烟煤与无烟煤之间的煤种。贫煤表面灰黑，无光泽，不易点燃，火苗也较短，发热量常比烟煤低。

（4）褐煤挥发分Vdaf>40%。其碳化程度较浅，挥发分的析出温度低，易于点火，灰分、水分含量较高，发热量低，一般Qnet,ar=8000—17000kJ/kg。褐煤表面呈棕褐色，少数呈黑色，质脆易风化，不易储存，也不宜长途运输。 21、什么是劣质烟煤？为什么不少发电厂燃用劣质烟煤？

劣质烟煤是指烟煤中挥发分中等，但水分、灰分高，而发热量较低的煤。一般Vdaf=20%—30%；Mar>12%；Aar=40%左右；Qnet,ar=11000—12500kJ/kg。

烟煤的用途广泛，其中发热量高、焦结性好的烟煤为优质烟煤，多作为冶金行业的炼焦用煤，而交通运输业用煤、化工业原料用煤也多选用优质烟煤。剩下的劣质烟煤的燃烧特性不好，有害杂质含量高，某些特殊部门不便应用，所以，从能源合理消耗的大局出发，它往往成为电站电厂锅炉用煤的对象。